Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
[1] Оглавление [2] [3] Комплексная механизация [4] Глава 1. Комплексная механизация [4.1] 1.1 Виды и способы перемещения грузов [4.2] 1.2 Хранение сыпучих грузов [4.3] 1.3 Описание работы промежуточного этапа технологии грузопереработки [5] Конструкторская часть [6] Глава 2. Конструкторская часть [6.1] 2.1 Назначение и область применения [6.2] 2.2 Описание и обоснование выбранной конструкции [6.3] 2.4 Расчет механизма подъема и замыкания грейфера [6.3.1] 2.4.1. Выбор каната [6.3.2] 2.4.2 Расчёт барабана [6.3.3] 2.4.3. Расчёт электродвигателя [6.3.4] 2.4.5 Выбор редуктора [6.3.5] 2.4.6. Проверка двигателя [6.3.6] 2.4.7 Расчет срока службы тормоза [6.3.7] 2.5 Расчет механизма передвижения тележки [6.3.8] 2.5.1. Давление колёс [6.3.9] 2.5.2 Расчёт электродвигателей [6.3.10] 2.5.3 Выбор редуктора [6.3.11] 2.5.4 Проверка двигателя [6.3.12] 2.5.5 Расчёт срока службы тормоза [6.4] 2.6. Расчет металлоконструкции [6.4.1] 2.6.1 Выбор основных геометрических параметров конструкции. [7] Продольная горизонтальная инерционная нагрузка при торможении тележки [8] Электрооборудование [9] Глава 3. Электрооборудование [9.1] 3.1. Требования к электрооборудованию со стороны механизмов [9.2] 3.2. Описание работы схемы [9.3] 3.3. Обоснование выбора оборудования [9.4] 3.4 Проверка двигателя на нагрев. [10] Глава 4.Технологическая часть [11] 4.1 Причины отказов механизма и организация ремонта ПТМ [11.1] 4.2 Ремонт концевых балок [11.2] 4.3 Усиление крепления кронштейнов площадок к главным балкам крана [11.3] 4.4 Приспособление для сварки [12] Исследовательская часть [13] Глава 5 .Исследовательская часть [13.1] 5.1 Исследование дефектов мостовых кранов [13.2] 5.2 Выводы по полученным графикам [14] Безопасность жизнедеятельности и охрана труда [15] Глава 6. Безопасность жизнедеятельности и охрана труда [15.1] 6.1. Обеспечение безопасности труда машиниста [15.2] мостового грейферного крана [15.2.1] 6.1.1. Оценка безопасности и условий труда машиниста [15.2.2] мостового грейферного крана [15.2.3] 6.1.2. Обеспечение защиты ОС от выбросов пыли [15.3] 6.2. Обеспечение экологической безопасности [15.4] добывающего комплекса [15.4.1] 6.2.1. Экологическая оценка добывающего [15.4.2] комплекса [16] Экономическая часть [17] Глава7.Экономическая часть [17.1] 7.1 Расчет капитальных затрат по сравниваемым вариантам. [17.2] 7.2 Расчет эксплуатационных затрат по сравниваемым вариантам [17.3] 7.3 Расчет приведенных затрат по сравниваемым вариантам [17.4] 7.4 Расчет годового экономического эффекта [18] Список литературы: |
Процесс перемещения продуктов из сферы добычи или производства в сферу потребления состоит из погрузочно-разгрузочных, складских и транспортных операций. Все продукты производства и добычи при по ступлении на транспорт называются грузами. В РФ для перевозок грузов основным видом транспорта является железнодорожный, который обес печивает и самостоятельные перевозки грузов от отправителя до получателя, и во взаимодействии с автомобильным и водным транспортом. Около 80% гру зов, перевозимых железными дорогами, загружают в вагоны и выгружают из них на железнодорожных подъездных путях промышленных предприятий, баз централизованного снабжения и других организаций, остальные грузы авто транспортом доставляют на железнодорожные станции, перегружают в вагоны, а по прибытии на станцию назначения выгружают из вагонов и отправляют получателю автотранспортом. Перегрузка может осуществляться непосред ственно с одного транспорта на другой или через пристанционные склады.
Количество перегрузок доходит до 10—16 за один перевозочный про цесс в зависимости от того, как перевозится груз.
На погрузочно-разгрузочные, подъемно-транспортные и складские ра боты в народном хозяйстве страны затрачивается в среднем свыше 20% об щих затрат труда рабочих сферы материального производства.
Для того чтобы снизить себестоимость погрузочно-разгрузочных работ и складских операций, повысить производительность труда и ускорить пере возочный процесс, необходимо на всех этапах перемещения груза сокращать число перегрузочных операций и ликвидировать ручные работы, применяя наиболее эффективные машины и устройства.
Процесс погрузки-выгрузки состоит из основных и вспомогательных опе раций. К основным относятся такие, которые входят в процесс подъема и пере мещения груза: захват и подъем, перемещение и укладка в штабель, взятие груза из штабеля и подача на транспортные средства и т.п. К вспомогатель ным — операции, которые не входят в процесс подъема и перемещения гру за: формирование пакетов вручную, застропка и отстропка сформированных пакетов (для подъема), направление и оттяжка грузов при подъеме и уклад ке и др.
К механизированным относятся процессы, в которых применение машин обеспечивает полную замену ручного труда на основных операциях, а вспомо гательные операции еще выполняются вручную.
К сыпучим грузам закрытого хранения относятся формо вочный песок и формовочные смеси, рудные и химические концен траты, магнезитовый и другие порошки, потребляемые машино строительной и металлургической промышленностью и заводами огнеупорных изделий, цемент и различные зерновые грузы, ми неральные удобрения и другие навалочные грузы, боящиеся атмосферного воздействия. Такие грузы перевозят обычно в крытых вагонах или специальном подвижном составе (цементовозах, апатитовозах, пневматических цистернах), а некоторые из них (например, рудные концентраты, формовочный песок) — в само разгружающихся полувагонах. Для перевозки автомобильным транспортом используют бортовые грузовые автомашины (с укры ванием порошкообразных грузов) и автосамосвалы, а также авто цементовозы и муковозы (для пылевидных грузов).
Хранение небольших запасов таких грузов осуществляется в закрытых складах амбарного типа (пакгаузах), оборудованных простейшими средствами механизации ПРТС-работ в виде пере движных вагоноразгрузчиков и ленточных конвейеров, рассчитан ных на прием грузов из крытых вагонов. Для закрытого хранения значительных запасов грузов применяются механизированные склады закройного типа, шатрово-полубункерные и силосные.
По направлению грузопотоков и технологии грузопереработки на промышленных предприятиях различаются склады для приема груза с внешнего транспорта и склады для отправления грузов с предприятия на внешний транспорт.
На складах закрытого хранения навалочных грузов в зави симости от характеристики груза, вида транспорта, требуемой емкости склада и технологии грузопереработки применяются раз личные приемные и отпускные устройства и различные средства механизации ПРТС-работ.
Закромный склад оборудован мостовым грейферным краном производительностью 50 т/ч. Подъездной состав выгружает груз (открываются затворы в вагонах) под эстакаду , откуда кран грейфером вычерпывает груз и складывает его в штабель .Далее груз с помощью крана либо перегружателей сгружается на в приемные бункеры и поступает на последующую обработку в производственный цех.
Рассчитаем ёмкость склада под хранение и перегрузку на примере формовочного песка .
Полезная площадь склада :
S=12∙56=672м3
Максимальный обьем штабеля :
Насыпная плотность формовочного песка 1.7 т/м3
Масса штабеля M=1062.68∙1.7=1806.556 т
Длина фронта разгрузки определяется из соотношения
Gm – масса маршрута , т;
L – длина вагона , м;
gв – масса песка в вагоне , т;
kп – коэффициент подачи на разгрузку , берем равным 3;
Кран мостовой грейферный грузоподъёмностью 10 т предназначен для подачи сырья (глины) на кирпичном заводе. Кран работает в условиях повышенной влажности, загрязнённости, а также с материалом большой насыпной плотности в закрытом помещении. Кран должен обеспечивать равномерную подачу глины к транспортирующим тележкам для последующей обработки.
Мостовой кран имеет грейферную лебедку с двумя барабанами, один из которых предназначен для наматывания замыкающего каната при закрытии челюстей грейфера (замыкающий), а другой – для наматывания поддерживающего каната (подъемный). Подъемный барабан работает совместно с замыкающим при подъеме и опускания грейфера.
Раскрытый грейфер при наибольшем расстоянии между режущими кромками челюстей опускают на груз. При зачерпывании замыкающий канат наматывается на барабан. Благодаря замыкающему полиспасту траверсы сближаются, и режущие кромки челюстей, преодолевая сопротивление груза, внедряются в него по траектории, называемой кривой зачерпывания.
В конце зачерпывания челюсти сходятся и образуют замкнутую емкость. Затем начинается подъем груженого грейфера при синхронном движении канатов вверх. Далее закрытый грейфер с помощью механизмов крана перемещается в необходимое место.
Раскрытие грейфера происходит либо при остановленном замыкающем канате и движении поддерживающего каната вверх, либо при остановленном поддерживающем канате и движении замыкающего каната вниз, либо при встречном движении канатов, либо при однонаправленном движении канатов с разными скоростями. Материал из грейфера высыпается под действием собственного веса. Опускание грейфера для нового зачерпывания происходит при синхронном движении канатов вниз.
При разработке технического проекта максимально применены унифицированные узлы (колёса, муфты, редуктор для механизма подъёма, кабина управления, грейфер).
Кран состоит из следующих узлов:
металлоконструкция;
тележка с грейфером;
механизм передвижения крана;
кабина управления;
электрооборудование.
Металлоконструкция крана (сечение коробчатых, главных и концевых балок) использована из мостового грейферного крана грузоподъёмностью 10 т, серийно выпускаемого ПО «Кран» г. Узловая. Несущие элементы металлоконструкций изготовлены из низколегированной стали 09Г2С.
Применение в механизмах подъёма и замыкания грейфера двухскоростных электродвигателей позволяет крановщику производить последний этап смыкания челюстей на малой скорости, что исключает возможность удара и не требует покрытия зубов грейфера специальными материалами. В случае смыкания челюстей на основной скорости, период замыкания челюстей составляет 34 с, что также исключает возможность удара.
Для обеспечения достаточного запаса сцепления колёса тележки с рельсами и исключения пробуксовки применены два привода передвижения тележки и 100 % приводных колёс.
Механизм передвижения крана - раздельный, имеет 4 привода, все колёса приводные, что обеспечивает достаточный запас их сцепления с рельсами.
Электропитание крана и тележки осуществляется с помощью гибкого кабеля, закреплённого на каретках, передвигающихся по монорельсу (двутавру).
Конструкция узлов крана соответствует ГОСТам.
Применены электродвигатели со встроенным тормозом.
Техническая характеристика
Грузоподъёмность, т 10
Пролёт, м 24
Высота подъёма, м 16
Скорости, м/с:
подъёма и замыкания грейфера 0,24/0,06
передвижения тележки 0,46/0,20
передвижения крана 1,02/0,32
Режим работы, ПВ% 40
Питание крана и тележки гибким кабелем
Место управления закрытая кабина
Род тока трехфазный, 380В
Тип кранового рельса Кр-70
Масса крана, т 49
Давление колеса на подкрановый рельс, т 20
Исходные данные:
Грузоподъемность Q = 10 т
Высота подъема Н= 16 м
Скорость подъема V = 0,24/0,06 м/с
Режим работы Т,
ПВ 40%
Принимаем механизм подъёма со сдвоенным полиспастом кратностью, а = 1.
Наибольшее натяжение, наматываемой на барабан, ветви каната механизма замыкания грейфера:
где k - коэффициент загрузки механизма замыкания грейфера, k =0.6;
QH - сила тяжести номинального груза, Qn = 100000 Н;
m - число полиспастов в механизме, m = 2;
n - КПД полиспаста, n =0.97
Канат выбираем по разрывному усилию
Sk>[k]∙Smax,
где Sk - разрывное усилие каната в целом;
[k] - наименьший допустимый коэффициент запаса прочности, [k] =6.
[k] ∙Smax = 6∙30900 = 185400 Н
Выбираем канат 18-Г-1-С-Н-1862( 190) ГОСТ 26880 - 80 с разрывным усилием Sk = 189500 Н.
Диаметр каната dk= 18мм, грузового назначения, марки 1, для средних агрессивных работ, правой крестовой свивки, нераскручивающийся.
Коэффициент запаса прочности каната
Sk/Smax = 189500/30900 = 6,15 > [k] = 6.
Диаметр барабана, измеренный по дну нарезанной канавки
D6>dk(e-1),
где е = 30 - коэффициент, принятый по таблице 4 [2]
dk ( е - 1 ) = 0,018(30-1) = 0,52 м
Принят диаметр барабана 0,51 м с учётом того, что расчётную величину диаметра барабана 0,52 можно уменьшить на 15%, т.е. до 0,445 м. Диаметр, измеренный по средней линии навитого каната
D6.cp.=D6+dk(2n-l)
где n = 1 - количество слоев навивки каната.
Dб.ср.= 0,51+ 0,018 (2∙1 - 1) = 0,528 м.
Длина барабана при навивке в один слой
Lб = 2∙(L0 + L1 + L2 + L3),
где L0 - длина участка барабана для нарезки каната в один слой;
L1 = 3t - длина участка барабана для крепления каната прижимными
планками;
t = (1,1∙1,2) dk=22мм = 0,022 м - шаг навивки каната,
L1 = 3∙0,022 = 0,066 м.
Конструктивно принята длина L1 = 0,12 м со стороны реборды;
L2 - длина участка барабана для крепления каната прижимными планками со стороны опоры;
L2 = 3∙t = 3∙0,022 = 0,066 м.
Конструктивно принята длина L = 0,076 м - для барабана механизма замыкания грейфера и длина L = 0,081 м - для механизма подъёма;
L3 - длина ненарезанной части.
Для барабана механизма замыкания грейфера L3 = 0,56 м, для барабана механизма подъёма L3 = 0,985м.
Требуемая длина L0 для барабана механизма подъёма:
где Zн = 1,5 - количество неприкосновенных витков каната.
Конструктивно принята требуемая длина:
для барабана механизма подъёма – L0 = 0,257 м,
для барабана механизма замыкания грейфера – L0 = 0,472 м.
Длина барабана механизма подъёма
Lб = 2∙0,57 + 0,12 + 0,081 + 0,985 = 1,7 м
Длина барабана механизма замыкания грейфера
L6 = 2∙0,472 + 0,12 +0,076 + 0,56 = 1,7 м.
Толщина цилиндрической стенки барабана при однослойной навивке при расчёте на сжатие:
где [сж ] - допустимое напряжение сжатия барабана;
[сж] = Rу/2,
где Ry - расчётное сопротивление по пределу текучести материала барабана. Для стали 09Г2С Ry = 290 МПа, [сж ] = 290/2 = 145 МПа
Принята минимальная толщина стенки барабана = 35 мм.
Мощность двигателя, необходимая при подъёме номинального груза:
Малая скорость Vnm = 0,06 м/с
Большая скорость Vnб = 0,24 м/с
Выбираем двигатель со встроенным тормозом ВМАП 225М - 4/16 13/13,5кВт; 380 В; 50 Гц; 1380/320 об/мин; Мmах = 250/250 Н∙м;
ПВ = 40/15%; Мпуск = 230/250 H∙м;CtD2 = 29 Н∙м2;
со встроенным тормозом: Мтч = 250 Нм.
Число включений тормоза Nт= 350000 при 750 об/мин;
ТУ 16-513.504-81
Частота вращения барабана
малая скорость Vnm= 0,06 м/с
большая скорость Vnб= 0,24 м/с
Передаточное число привода
Выбираем редуктор РСМ - 450 - 159 модернизированный. Передаточное отношение U =159
КПД редуктора = 0,94
Номинальный момент двигателя:
Малая скорость:
Большая скорость:
Статический момент нагрузки:
Среднеквадратичный момент статической нагрузки:
Мср.ст. = kн∙kз∙Мст,
где kн = 0,8-коэффициентиспользования;
kз = 1,1 - коэффициент запаса при захвате груза, большего номинального
Мср.ст. = 0,8∙1,1∙86 = 76 Нм
Скорость подъёма груза:
где nр - потребная скорость вращения двигателя
Малая скорость:
Большая скорость:
Скорость подъема:
Малая скорость:
Большая скорость:
Суммарный момент инерции:
Средний пусковой момент:
Малая скорость:
Большая скорость:
Двигатель должен разгонять механизм до номинальной скорости при: 110% номинального груза и снижении напряжения на 90%.
Мср mр∙Мср.ст,
где mр - коэффициент, mр = 1,85
Малая скорость:
mр∙Мср.ст = 1,85∙76=140Нм
Мср=250 Нм 140 Нм
Большая скорость:
mр∙Мср.ст= 1,85∙76 = 140 Нм
Мср = 240Нм>140Нм
Количество включений тормоза при торможении со скорости 328 об/мин
где Nт= 350000 вкл. по ТУ
nн = 751 об/мин по ТУ
nnм = 328 об/мин
Срок службы тормоза:
Исходные данные:
Грузоподъёмность Q = 10 т
Пролёт крана L = 24 м
Скорость передвижения Vnep = 0,48/0,23 м/с
Режим работы Т,
ПВ - 40%
Ориентировочно силу тяжести тележки GT примем:
Gт= 100000 Н Примем диаметр ходовых колёс
Dх.к.= 0,4m Давление колёс тележки:
Gт.гр. = Gт + Qн = 100000 + 100000 = 200000 H = 200 кН.
Учитывая симметричное расположение механизмов на тележке, давление колёс (максимальное)
Rk max= Gт.гр. /4 = 200/4 = 50,0 кН.
Сопротивление передвижению тележки при установившемся движении:
с грузом:
где Qт - масса груза, Qг = 4,5 т,
gг - масса грейфера и подъёмных канатов, gг = 5,5 т.
без груза:
Мощность статической нагрузки Nст на 1 двигатель:
где mк = 2 – число двигателей.
Малая скорость с грузом:
Большая скорость с грузом:
Принимаем среднее время разгона тележки до установившейся скорости:
tр.т. = 3 с.
Расчет мощности двигателя:
Малая скорость:
Большая скорость:
Выбираем двигатель со встроенным тормозом ВМАП 112М – 4/8 1.3/0.8 кВт, 380В, 50 Гц, 1365/640 об/мин.
Мmах = 24/23 Нм, Мпуск = 22/23 Нм,
ПВ = 40/15 %, СтД2 =1,1 Нм2, Мтц = 25 Нм.
Число включений тормоза при 750 об/мин Nт = 750000, 380В, 50 Гц, исп. 1М3001, ТУ 16-513.504-81.
Номинальный момент двигателя:
Малая скорость:
Большая скорость:
Частота вращения ходового колеса:
Малая скорость:
Большая скорость:
Требуемое передаточное число привода:
Малая скорость:
Большая скорость:
Выбираем редуктор ЦЗ ВК-200-63 с передаточным числом U = 63,
= 0,97.
Статический момент сопротивления передвижению:
С грузом:
Без груза:
Средний статистический момент сопротивления передвижению:
Линейная скорость передвижения тележки:
Малая скорость:
Большая скорость:
Средняя мощность статистической нагрузки:
Малая скорость:
Большая скорость:
Среднее время пуска привода:
Ускорение при разгоне от 0 до Vтм:
От Vтм до Vтб
Проверка сцепления по максимальному ускорению:
1,15>0,82
Усилие нарушения сцепления:
F= g∙ (Gт + gг)∙ = 9,81∙15500∙0,2 = 30411 H.
Усилие развиваемое двигателем:
Максимально допустимое значение пускового момента по условиям сцепления:
23 140
Сцепление тележки с рельсами обеспечивается во всех режимах.
Момент инерции, приведенный к валу двигателя:
Допустимое число включений тормоза за срок службы:
Срок службы тормоза:
Для двухбалочного мостового крана принимаем:
Высоту главной балки H=680мм
Высоту опорного сечения балки hоп=1200 мм
Длину скоса d=4000 мм
Высоту ограждения площадок обслуживания hо2=1000мм
Ширину площадок обслуживания
Базу крана Бкр=5700 мм
Выбор геометрических параметров узлов конструкции
Для главной (пролетной) балки коробчатого сечения (рис.3.2.б) принимаем толщину стенки бст=5мм. Ширину поясов выбираем из условия обеспечения горизонтальной жесткости В=480 мм. Принимает таблицу горизонтальных листов бл=6мм. Расстояние между стенками В = 460 мм
Площадь сечения главной балки в пролете:
F1=2∙48∙0,6=57,6 см2=0,00576 м2;
F2=2∙118,8∙0,5=118,8см2=0,01188 м2;
F=F1+F2=0,00576+0,01188= 0,01764 м
Момент инерции относительно оси х-х
поясов:
,
Где h, b, h1,δ, δ1 – геометрические параметры
Стенок:
Всего сечения:
Момент сопротивления относительно оси х-х:
Момент инерции относительно оси у-у
поясов:
стенок:
Всего сечения:
Момент сопротивления относительно оси у-у
Геометрический размер приведен на Рис.3.2.а
Площадь опорного сечения поясов главной балки:
2*48*0,6=57,6 см= 0,00576 м
Стенок:
2*66,8*0,5=66,8 см= 0,00668 м
Всего сечения:
F=57,6+66,8=124,4 см=0,01244 м
Момент инерции относительно оси х-х
Поясов:
Стенок:
Всего сечения:
Iобщ =268747+16941,4=285688,4 см4
Момент сопротивления относительно оси х-х
Момент инерции относительно оси у-у
Поясов:
Стенок:
Всего сечения:
Iy=11059,2+16941,4=28000,6 см
Момент сопротивления относительно оси у-у:
Геометрический размер основного сечения концевой балки приведен на рис.3.3.
Момент инерции сечения относительно оси х-х
Поясов:
Стенок:
Всего сечения:
Ix= 176001,6+17114,9=193116,6 см4
Момент сопротивления относительно оси х-х
Момент инерции относительно оси у-у
Поясов:
Стенок:
Всего сечения:
Iy=10416,6+17114,9=27513,5 см4
Момент сопротивления относительно оси у-у
Определение расчетных нагрузок на узлы металлоконструкций и усилий в них.
В качестве основных нагрузок приняты веса отдельных узлов крана.
Главной балки Gгл.б.=20030 Н
Кабины управления Gк=9000 Н
Фермы ограждения Gогр=7000 Н
Площадки с настилом Gпл=8000 Н
Механизма передвижения Gм.п.=27400 Н
Рис.3.4. Схема нагрузок на главную балку
Рис. 3.5. Схема к определению моментов кручения:
а. От подвижных инерционных нагрузок;
б. От распределенных инерционных нагрузок.
Постоянные сосредоточения нагрузки для балки со сторон механизмов передвижения:
Р=nд*Gмп=1,2*27400=32880 Н
Со стороны кабины управления:
Рк=nд*Gк=1,2*9000=10800 Н
Подвижные нагрузки:
F1рас=F2pac=Gт+nд*Q=21000+1.4*100000=161000 Н
где
n=1,4-для кранов общего назначения среднего режима работы.
Подвижные нагрузки (инерционные) на поперечные оси ходовых колес тележки
F1р=F2p=0.1*(G+Q)=0.1*(21000+100000)=12100Н
D1r= D2r=0,1*(G+ Q)=0,1*(21000+100000)=12100 Н
Момент кручения от подвижной инерционной нагрузки (Рис.3.5. а)
Мкр= (F1p+F2p)*hon/2=(12100+12100)*0,30=7260 Н*м
Момент кручения от распределенной инерционной нагрузки (Рис.3.5.б.)
Мкр= -P1* ½ (м/2- hon/2) = -1030,4* 16,5/2 *(0,9/2 * 0,6/2) =-1275,12 Н * м
Момент кручения от сосредоточенных инерционных нагрузок Р и Рк не принимается в расчет ввиду их незначительной величины.
Расчетный момент кручения от горизонтальных нагрузок.
М кр.рост = М кр + М кр = 7260-1275,12=5984,88 Н * м
Главная балка, расположенная со стороны токоподвода испытывает такую же распределенную нагрузку.
Кран мостовой грейферный грузоподъёмностью 10 т предназначен для подачи сырья (глины) на кирпичном заводе. Кран работает в условиях повышенной влажности, загрязнённости, а также с материалом большой насыпной плотности в закрытом помещении. Кран должен обеспечивать равномерную подачу глины к транспортирующим машинам для последующей обработки. Поэтому к электрооборудованию крана предъявляются особые требования:
электрооборудование крана должно соответствовать требованиям техники безопасности;
смыкание челюстей грейфера должно производиться на скорости, исключающей удар;
для исключения искрообразования необходимо использовать электродвигатели со встроенным тормозом;
целесообразно применять асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Кран работает в закрытом помещении. Нормальные значения температур при работе крана от -35 С до +35 С.
В механизме подъёма необходимо применять конечные выключатели.
В системе электропривода не предусмотрено ограничение ускорения при спуске: двигатель включается непосредственно на полное напряжение сети.
Ограничение момента при переходе с высокой скорости на низкую производится введением в одну из фаз статорной цепи дополнительного сопротивления. Ограничивающее сопротивление выключается в функции времени при достижении низшей скорости. Управление механизмом производится из кабины.
Катушки механизма тормоза включаются с помощью контактора КПТ и КГТ.
Схема составлена таким образом, что спуск грейфера происходит только при открытом грейфере, а подъём - при закрытом.
Включить линейный контактор возможно когда все рукоятки контроллеров установлены в нулевое положение. Повторное включение контактора после того, как он будет отключен от сети по какой-либо причине, может быть произведено только тогда, когда рукоятки всех контроллеров будут установлен в нулевое положение.
Контроллер имеет по четыре положения при подъёме и спуске грузов. При подъёме на первом положении командоконтроллера реализуется минимальный пусковой момент, на втором положении производится подъём с малой скоростью, на третьем - переход с малой скорости на большую и на четвёртой - подъём или спуск с наибольшей скоростью.
В схеме с помощью контакторов КПТ и КГТ предусмотрено включение электромагнитного тормоза для обеспечения механического торможения до полной остановки.
Срабатывание контактора КМ приведёт к срабатыванию контактора КТ, благодаря чему получит питание электромагнит тормоза и двигатель будет расторможен.
При включении контактора КБ оказывается подключенной к сети обмотка статора двигателя с меньшим числом полюсов (быстроходная), и двигатель разгоняется до максимальной скорости.
При переводе рукоятки контроллера из положения 4 в положение 3 и 2 отключается контактор КБ и включается контактор КМ. К сети подключается вторая обмотка статора с большим числом полюсов (тихоходная). Двигатель начинает тормозиться и работает в генераторном режиме с введённым в одну из фаз статора дополнительного сопротивления.
При отключении контактора КМ двигатель отключается и электромеханический тормоз Т, потеряв питание, зажимает колодки. Происходит механическое торможение электропривода.
Управление схемой осуществляется на постоянном токе. Для выпрямления переменного тока применены блоки А1... А5.
Для механизмов крана целесообразно применять двухскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Т.к. в двигателях постоянного тока в коллекторе может происходить искрение, то необходимо применять асинхронные двигатели переменного тока. Так же для исключения искрообразования целесообразно применять асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, а не с фазным.
Для исключения удара при смыкании челюстей грейфера целесообразно применять двухскоростные двигатели. Применение в механизмах подъёма и замыкания грейфера двухскоростных электродвигателей позволяет крановщику производить последний этап смыкания челюстей на малой скорости (0.06 м/с).
Для механизма подъёма и замыкания грейфера двухскоростной асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со встроенным тормозом:
ВМАП 225М-4/16
380В; 50 Гц; ПВ = 40/15 %
Р=13/3.5 кВт
об/мин
CTD2 = 29 Н∙м2
= 250 Н∙м
Число включений тормоза:
NT = 350000 при 750 об/мин,
ТУ 16-513.504-81.
Для обеспечения точности остановки и плавности (без рывков) пуска и остановки, обеспечения достаточного запаса сцепления колёс тележки с рельсами и исключения пробуксовки применены два привода передвижения тележки с двухскоростными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и встроенным тормозом.
Двухскоростные электродвигатели применены также и в целях исключения искрообразования при торможении и соударении. Применимы резиновые буфера.
Для механизма передвижения тележки выбираем двухскоростной двигатель:
ВМАП 112М−4/8
380В; 50 Гц; ПВ = 40/15%
кВт
об/мин
Н∙м
Н∙м
CTD2=1,1H∙m2
Н∙м
Число включений тормоза NT = 750000 при 750 об/мин,
ТУ 16-513.504-81.
Двигатели на нагрев проверяем по методу эквивалентного момента.
Средний пусковой момент двигателя:
,
где - максимальная кратность пускового момента электродвигателя
малая скорость
большая скорость
Минимальная кратность пускового момента электродвигателя
Время пуска:
Момент нагрузки:
Время установившегося движения
Тормозной момент на валу двигателя:
Время торможения:
По условию нагрева двигатели выбраны правильно.
Технологическая часть
Повреждения и неисправности возникают в результате нарушения инструкции по обслуживанию, эксплуатации и безопасности, перегрузок при работе, несвоевременной регулировки тормозов и недостаточной смазки. Результат: повышается износ, увеличиваются зазоры, возрастают динамические нагрузки, детали выходят из строя.
Наиболее частые неисправности: износ валов, втулок, осей, зубчатых передач, подшипников, плохая балансировка тормоза, неправильная сборка зубчатых передач, ослабление креплений, срыв пальцев в МУВП, течь масла.
Выход из строя валов вызывается трещинами или изломами, скручиванием, изгибом, износом шеек, цапф, шпоночных пазов, шлицов. Все это возникает при превышении нагрузок. Риски и задиры то недостаточной или плохой смазки. Шейки и цапф при износе меняют форму: круглую на овальную. Подшипники скольжения в канатоблочной системе изнашиваются из-за плохой смазки, неправильной установки вследствие чего появляются трещины и изломы на кольцах, нарушаются посадки, ломаются сипораторы.
В наличии в редукторах периодического стука, сильного равномерного шума, нагрева подшипников обусловлено неправильной сборки зубчатых колес с забоинами на колесах, не плотностью и эксцентричностью посадки колес на валах. Шум вызывается плохой смазкой, неправильной установкой подшипников и защемление тел качения. Ослабление узлов крепления редукторов ухудшает условия работы всех механизмов. Редуктор при работе вибрирует, нарушается соостность валов, разбалтываются болтовые и шарнирные соединения, ломаются лапы электродвигателей. Несоостность, возникающая в результате недостаточной центровки, приводит к преждевременному выходу из строя валов, подшипников и соединительных муфт.
Неудовлетворительная балансировка тормозного шкива приводит к дополнительным нагрузкам на валы и подшипники редукторов, что вызывает вибрацию механизма при вращении. При износе шкива тормоза возникает овальность и конусность, поверхности колодки неплотно прилегают к шкиву, тормозной момент не реализуется. Перекос может возникать из-за неправильной установки тормоза на раме или из-за дефектов изготовления. Опасным является пробуксовывание, то есть тормоз не держит груз, это вызывается не правильной регулировкой, большой выработкой колодок, неправильной установкой по отношению к шкиву и засаливание тормозной поверхности.
Перетирание канатов происходит из-за неправильной запасовки, то есть при работе канаты прикасаются друг с другу и к металлоконструкции, особенно при закручивании каната. Закручивание происходит при однократной запасовки, большой длине крюковой подвески, при большой жесткости каната, при жестком закреплении конца каната в клиновой втулке. Перетирание происходит при выходе каната из ручья блока. Это бывает, если отогнулась ограждение или канат плохо натянут (косо) по отношению к блоку, а также при спадании каната с барабана. Обрывы каната происходят из-за естественного износа, отсутствие смазки, перегрузки при работе, механических или коррозионных повреждений, некачественного закрепления каната. При заклинивании подшипника канат скользит по блоку, вырабатываются ручьи и реборды.В металлоконструкции образуются вмятин и погнутости, разгрузки, монтаже, при неправильной установки в транспортном положении. Металлоконструкция должна быть окрашена, иначе быстро коррозирует.
Ремонт концевых балок остается основным видом ремонта крановых металлоконструкций действующих мостовых кранов. Причиной этого является то, что концевая балка имеет коробчатое сечение и резкое изменения высоты в концевых частях, т. е. в районе крепления бука ходовых колес. Такая конструкция балки приводит концентрации напряжений от внешних нагрузок в вертикальных стенках ее переходной зоны, в результате чего в зоне криволинейного шва обнаруживаются усталостные разрушения. Трещины также возникают в вырезах вертикальных стенок под болтовое соединение букс, в вертикальном лобовом листе, в углах выреза под ходовое колесо, в нижнем горизонтальном поясе в местах его соединения с окантовочным элементом. Анализ ремонтов, произведенных на различных машино строительных и металлургических предприятиях, пока зывает, что данный вид ремонта является наиболее распространенным. Имеются только незначительные различия в конструктивном исполнении.
Узел соединения главных и концевых балок является наиболее ответственным узлом моста крана, постоянно находящимся под наблюдением обслуживающего персонала. Он должен обладать высокой прочностью и жесткостью при действии всевозможных нагрузок, возникающих при работе крана. У большинства мостовых кранов общего назначения соединение главных и концевых балок стыковое или этажное и осуществлено при помощи сварки. У специальных мостовых кранов соединение главных и концевых балок осуществляют преимущественно с помощью фланцев и призонных болтов. В процессе эксплуатации происходит разрушение — срез болтов и образование во фланцах трещин идущих от отверстий болтов к кромкам фланцев.
Ремонт сварных соединений главных и концевых балок в основном сводится к разделке, засверловке и заварке трещин, установке новых усиливающих накладок,
которые перекрывают трещины.
Известен также способ усиления узла стыковки главной и концевой балок , который сводится к установке гнутого листа толщиной 12—14 мм в углах соединения! Гнутый лист устанавливают на лист компенсатора и приваривают к нему , и к вертикальной стенке концевой балки. Гнутый лист усиливают установкой горизонтальных косынок. Назначение углового гну того листа — увеличить жесткость узла.
Учитывая особую важность узла со единения главных и концевых балок для нормальной безава рийной работы кра на, разработано не сколько вариантов ремонта его, внед ренных на многих мостовых кранах и значительно про дливших срок их без аварийной эксплуа тации.
По поясам глав ных и концевых ба лок, косынкам и фасонкам в первые годы эксплуатации возникают трещины [2]. При ремон тах существующие косын ки срезают, места резов зачищают, а повышение жесткости достигают за счет увеличения размеров вновь устанавливаемых косынок. Данное техни ческое решение нельзя признать правильным, так как выполненный боль шой объем огнерезных работ впоследствии явля ется концентратором на пряжений и причиной воз никновения новых трещин.
Проходные и непроходные площадки, примыкающие к главным балкам, опираются на кронштейны, которые приваривают к вертикальным стенкам. Большие нагруз ки на площадки, связанные с установкой тяжеловесного оборудования (электроаппаратуры, трансмиссионных валов, редукторов, электродвигателей), и консольное при ложение нагрузки приводят во многих случаях к нару шению жесткости и прочности вертикальных стенок глав ных балок. Особенно большое влияние на узел крепле ния кронштейнов оказывает несоосность установки редуктора и ходового колеса. Трещины возникают в вер тикальных стенках и в сварном шве, соединяющем их с кронштейном. Методы усиления крепления кронштей нов изложены в работе [5].
Восстановление узла соединения вертикальной стен ки и кронштейна выполняют путем среза бензорезом
кронштейна в месте его приварки к вертикальной стен ке. Трещины заваривают, засверливают, разделывают, а сварные швы зачищают заподлицо с основным метал лом стенки. На вертикальную стенку устанавливают на кладку в виде трапеции, которую приваривают по всему периметру. К накладке приваривают кронштейн, крепле ние которого усиливают косынкой. Но эксплуатация кра нов показала, что такое усиление не приводит к суще ственному увеличению прочности узла. Со временем наблюдается появление новых трещин в зоне стыка кронштейна с накладкой и в сварных швах присоедине ния накладки к вертикальной стенке.
Существенное увеличение прочности и жесткости крепления кронштейна к главной балке достигнуто вы полнением кронштейнов коробчатого сечения (рис. 38), состоящего из двух вертикальных листов 1, которые приваривают при помощи накладок 2 и 3 к вертикальной
стенке 4 и к нижнему горизонтальному поясу 5 главной балки. Накладки 2 и 3 приваривают к элементам глав ной балки только продольными швами, а листы при варивают к накладкам поперечными швами. Это исклю чает наложение перерезывающих сварных швов на элементы главной балки. Нижний пояс кронштейна за крывают гнутым листом 6, а верхний пояс 7 является настилом площадки, на который устанавливают обору дование. Крепление кронштейна одновременно к вертикальной стенке и нижнему горизонтальному поясу глав ной балки увеличивает длину сварных швов и прочность соединения. Получается надежная опорная конструкция площадки, способная воспринимать значительные на грузки.
Проектирование и изготовление специальных приспо соблений для сборки и сварки каждого изделия в усло виях единичного и мелкосерийного производства эконо мически нецелесообразно, однако изготовление сварных узлов без технологической оснастки приводит к повыше нию их стоимости и снижению точности сборки. В этом случае целесообразно применение универсальных сбор но-разборных приспособлений, применяемых в сварочном производстве.
В качестве приспособления для сварки мной был выбран электромагнитный прижим. Конструкция данного устройства очень проста и удобна в применении. Прижим устанавливается на лист железа, выключатель переводится в рабочее положение и лист прилипает к прижиму .
Технические требования
Грузоподъёмность, кг 50
Сила на отрыв ,кгс 175
Масса, кг 3
Питание, В 220
За время прохождения преддипломной практики мной была проделана работа по исследованию дефектов мостовых кранов различной грузоподъёмности , режима работы и года выпуска.
Для исследования были взяты материалы по более чем 350 мостовым кранам работающих в Калужской области на предприятиях различной направленности. Результаты приведены в таблице №1, на основе которых можно построить всевозможные графики для наблюдения дефектов мостовых кранов , возникающих с течением времени.
Таблица №1
Дефекты мостовых кранов грузоподъемностью
5 тонн за период 1964-1989 год (тяжелый режим работы)
Заметны волнообразные колебания в появлении дефектов с течением времени, очевидно они вызваны плановыми профилактическими ремонтами
Дефекты мостовых кранов грузоподъемностью
5 тонн за период 1933-1990(средний режим работы)
Наблюдается постепенный прирост количества возникающих дефектов, что говорит о постепенном износе оборудования
Дефекты мостовых кранов грузоподъемностью
10 тонн за период 1927-1992(средний режим работы)
Как и в предыдущем графике количество дефектов растет со временем. Всплески вызвала некоторая часть кранов находящаяся в аварийном состоянии вследствие неправильной эксплуатации, либо несвоевременного профилактического ремонта .
Соотношение дефектов мостовых кранов
тяжелого режима работы грузоподъемностью 5 тонн
Соотношение дефектов мостовых кранов
среднего режима работы грузоподъемностью 5 тонн
Соотношение дефектов мостовых кранов
среднего режима работы грузоподъемностью 10 тонн
Проанализировав 1-ю часть графиков можно сказать что больше подвержены поломкам механизмы передвижения и подъема груза , далее следует металлоконструкция кранов. На графиках так же можно заметить прогнозируемую тенденцию к увеличению количества дефектов с течением времени.
Наиболее интересна 2-я часть графиков выполненная в виде круговых диаграмм ,отражающих процентное соотношение дефектов в процессе эксплуатации кранов. Следуя цепочке диаграмм видны следующие изменения : увеличение процентного соотношения механизма подъема и передвижения начиная с мостовых кранов грузоподъемностью 5 тонн тяжелого режима работы и заканчивая кранами грузоподъемностью 10 тонн среднего режима работы, а так же просматривается рост повреждений канато-блочной системы с увеличением грузоподъемности.
Управление мостовым грейферным краном осуществляется из кабины машиниста при помощи пульта управления. Машинист на протяжении всего времени работы находится за пультом, и поэтому подвержен воздействию различных неблагоприятных факторов. Основные из которых являются большие зрительные нагрузки в сочетании с малой двигательной активностью, монотонностью выполняемых операций, вынужденной рабочей позой, высоким нервно-эмоциональным напряжением. Также на оператора негативно сказывается окружающая обстановка: запыленность помещения, освещение рабочего места. Некорректное использование пульта управления может вызвать поражение электрическим током, или привести к возгоранию помещения. Все эти отрицательные факторы сказываются не только на снижении работоспособности оператора, но также могут привести к заболеваниям опорно-двигательного аппарата, органов зрения, центральной нервной и сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и т.д.
Характеристика психофизиологических и эргономических факторов
Эргономические требования в комплексе составляют три стороны деятельности человека - эффективность работы, сохранения здоровья и развитие личности в процессе труда.
Эргономические требования определяют компоновку рабочего места, которая может производиться с учетом или без учета определенного контингента людей.
Размещение технических средств и кресла машиниста в рабочей зоне должно обеспечивать удобный доступ к основным функциональным узлам и блокам аппаратуры. Кроме того, схема размещения должна удовлетворять требованиям целостности, компактности и технико-эстетической выразительности рабочего места.
Эргономическое качество компоновки рабочего места должно удовлетворять следующим условиям:
Характеристика микроклимата
ГОСТ 12.1.005-88 устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Показателями, характеризующими микроклимат, являются:
Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону, допустимые устанавливаются дифференцирование для постоянных и не постоянных рабочих мест.
Для соблюдения комфортных условий необходимо соблюдать тепловой баланс, который складывается из теплопередачи, конвективного теплообмена, тепла излучения, тепла испарения, тепла нагретого воздуха.
Повышенная температура воздуха рабочей зоны может вызвать не только перегрев организма, но и тепловой удар. Пониженная температура воздуха рабочей зоны может привести к простудным заболеваниям. Пониженная влажность воздуха в помещении вызывает высыхание слизистых оболочек, что снижает сопротивляемость организма.
Параметры микроклимата рабочей зоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88. Данный мостовой кран был временно оборудован ПК для проведения диагностирования металлоконструкции и кранового оборудования. Значения параметров микроклимата, которые необходимо поддерживать при эксплуатации ПК приведены ниже:
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов меньше 35 Вт/м2.
Характеристика безопасности грузоподъемных устройств
Грузоподъемные машины являются устройствами повышенной опасности. Безопасное состояние грузоподъемной машины должно удовлетворять двум условиям:
В связи с эти к приборам и устройствам безопасности относятся средства обеспечения безаварийной работы, а также средства коллективной и индивидуальной защиты обслуживающего персонала.
Выбор устройств безопасности зависит от конструкции и условий эксплуатации конкретной машины. В общем случае они делятся на четыре группы:
Выбор технических средств обеспечения безопасности труда при эксплуатации грузоподъемных машин осуществляется на основе выявления опасных и вредных производственных факторов, характерных для технологического процесса перемещения грузов.
Характеристика электромагнитного излучения
Основной составляющей воздействия ЭВМ на машиниста является монитор на электронно-лучевой трубке. Монитор излучает электромагнитные волны в очень широком диапазоне. В радиодиапазоне они продуцируются катодной трубкой; основной же источник –– горизонтальные и вертикальные отклоняющие катушки, которые обеспечивают сканирование электронного луча по экрану в диапазоне 15 — 35 кГц. На расстоянии 50 см от экрана напряжённость электрического поля имеет значение до 10 В/м, а магнитная индукция — от 10-8 до 10-7 Тл. Монитор излучает также переменные электрические и магнитные поля с частотой 50 или 60 Гц и их гармоники.
Электромагнитные поля частотой 50 — 60 Гц вызывают повышение уровня мелатонина в крови — гормона шишковидной железы, или эпифиза.
При проектировании на мониторе на электронно-лучевой трубке в рабочей зоне регистрируются статические электрические и импульсные электрические и магнитные поля низкой и сверхнизкой частоты, создаваемые системами кадровой и строчной развертки. Существенно влияет на интенсивность излучения от монитора отсутствие эффективного заземления оборудования.
Воздействие ЭМП широкого спектра частот, импульсного характера, различной интенсивности в сочетании с зрительным и нервно-эмоциональным напряжением вызывает изменения со стороны центральной нервной и сердечно-сосудистой системы. Наличие статического электрического поля притягивает к экрану монитора пылевые частицы, которые могут содержать антигены и бактериальную флору.
Кроме электромагнитного излучения работающий монитор создает электростатическое поле. При работе монитора электризуется не только экран, но и воздух в помещении. Частицы воздуха приобретают положительный заряд, что для организма весьма вредно. По санитарным нормам концентрация отрицательных ионов вблизи дисплея должна быть не менее 600 ион/куб.см.
Для уменьшения воздействия ЭМИ на организм машиниста необходимо: использовать только сертифицированные компьютерные комплектующие; организовать рабочие место крановщика в соответствии со СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03; использовать мониторы на электронно-лучевой трубке соответствующие ТСО 03, а по возможности использовать жидкокристаллические мониторы.
Характеристика электробезопасности
При работе с пультом управления источником электрической опасности может быть электрическая сеть и электрифицированное оборудование.
Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током предусматривается защитное заземление кабины машиниста.
Требования, предъявляемые к обеспечению электробезопасности машиниста:
Средства защиты от поражения электрическим током установлены ГОСТ 12.4.019-79, электроустановки должны соответствовать ГОСТ 12.1.009 - 88.
Характеристика шума
В кране шум создается движущимися частями и механизмами. Шум, создаваемый движущимися частями составляет:
Производственный шум оказывает раздражающее действие на нервную систему, ускоряет процесс утомления, снижает трудоспособность, внимание к опасностям и может привести к постепенному развитию глухоты. Длительное воздействие громкого шума на человека ведет к снижению производительности труда.
Для снижения уровня шума применяют:
Для исключения воздействия вибраций на окружающую среду необходимо принимать меры по их снижению прежде всего в источнике возникновения или, если это невозможно, на путях распространения.
Снижение вибраций в источнике производится как на этапе проектирования, так и при эксплуатации. При создании машин и технологического оборудования предпочтение должно отдаваться кинематическим и технологическим схемам, исключающим или предельно снижающим динамические процессы, вызванные ударными, резкими ускорениями и т. п.
В процессе перегрузки сыпучих материалов в воздух рабочей зоны выделяется пыль. Воздействие пыли на человека зависит от её характера. Пыль делится на раздражающую и токсичную.
Раздражающая пыль может привести к профессиональным заболеваниям дыхательной системы человека. Токсичная пыль действует как введённый в организм человека яд и вызывает его отравление. Кроме вредного воздействия на организм человека, пыль повышает износ оборудования.
Излишняя запылённость устраняется путём применения вентиляционных устройств, как местных отсосов пыли от её источников, так и установкой вытяжной вентиляции, удаляющей запылённый воздух из помещения. Дальнейшая очистка воздуха от пыли осуществляется с помощью циклонов и пылеосадительных камер, а также с помощью фильтров. Существует возможность использования в производственных помещениях индивидуальных средств защиты (защитные очки, маски). Уборка помещений и рабочих мест должна производится мокрым способом между сменами и в конце рабочего дня.
После вытяжки загрязнённого воздуха системой местной вентиляции его необходимо очистить от вредных примесей перед выбросом в атмосферу.
Перед очисткой воздуха от вредных примесей его необходимо очистить от пыли с помощью пылеулавливающих фильтров.
Проведём расчёт необходимой мощности вентилятора для просасывания воздуха через фильтр.
Мощность двигателя рассчитывается по формуле:
N=(ki*Vn*P)/(3600*1000*n), [Вт] (1)
где ki - коэффициент запаса мощности электродвигателя на пусковой момент;
Vn - объём продуваемого воздуха;
Р - гидравлическое сопротивление фильтра;
n - КПД вентилятора.
Гидравлическое сопротивление фильтра – величина постоянная и определяется по формуле:
P=P1+P2 (2)
где P1 - гидравлическое сопротивление самого фильтра;
P2 - гидравлическое сопротивление пыли, оседающей на фильтре.
Гидравлическое сопротивление фильтра – величина постоянная и определяется по формуле:
P1=kn.+W (3)
где kn - коэффициент гидравлического сопротивления фильтра;
W - скорость фильтрования.
Гидравлическое сопротивление пыли, оседающей на фильтре, величина переменная и зависит от времени. Максимальным гидравлическое сопротивление будет в конце цикла фильтрования. Оно рассчитывается по следующей формуле:
P2=t*zn*W2*kp (4)
где t - продолжительность цикла фильтрования;
zn - концентрация пыли;
кр - коэффициент гидравлического сопротивления пыли.
Проведём сам расчёт.
Исходные данные:
kр = 1012 кг*с/м2 (для пыли, средний размер частиц которой не превышает 10 мкм);
t = 600 с;
W = 3 м/с (из расчёта местной вытяжной вентиляции);
kn = 1200*106 кг*с/м2 (для лавсанового фильтра);
ki = 1.1;
Р = 0.7;
Vn = 864 м3/час ( из расчёта местной вытяжной вентиляции);
Zn/=10-5 кг/м3.
По формуле (3) рассчитаем гидравлическое сопротивление самого фильтра:
Р1 = 1200*106*3 = 0.36*1010 кг/м.
По формуле (4) рассчитаем гидравлическое сопротивление пыли, оседающей на фильтре:
Р2 = 600*10-5* 32*1012 = 5.4*1010 кг/м.
Следовательно, по формуле (2) получим:
Р = 5.4*1010 + 0.36*1010 = 5.76*1010 кг/м.
Подставив в формулу (1) полученные значения определим мощность вентилятора:
N = (1.1*864*5.76*1010)/(36002*1000*0.7) = 603 Вт
Мощность двигателя вентилятора N = 603 Вт.
Выбираем фильтр ФРКИ – 15М. Фильтр рукавный каркасный с импульсной продувкой производительностью не более 1440 м3/ч.
Разрабатываемый мостовой грейферный кран установлен на складе принадлежащем к добывающему комплексу, поэтому условия работы могут быть приравнены к условиям работы на горно-добывающем комплексе. Горнодобывающие, обогатительные и передельные производства являются одним из наиболее мощных факторов разрушения окружающей среды.
Основные экологические последствия указанных производств вы ражаются в нарушении, загрязнении ОС и изъятии из нее.
Типичным примером нарушения является изменение целостности массива пород, связанное с проходкой горных выработок и скважин, образование депрессионных воронок подземных вод, обусловленное водоотливом при проходке горных выработок, возникновение техно генных землетрясений, обусловленное изъятием из недр полезных ископаемых (нефти, вод, руд), которое может провоцировать при родные землетрясения в сейсмически опасных районах. Отмеча ется также трансформация природного ландшафта, обусловленная просадками земной поверхности, землетрясениями, изъятием из недр полезных ископаемых, образованием выемок карьеров и формирова нием гор отвалов на площади, измеряемой гектарами.
Загрязнителями являются природные и техногенные компоненты. За счет загрязнения общая территория, подвергшаяся воздействию токсичных компонентов, не менее чем в 60 раз превышает площадь нарушений.
Изъятие из ОС - это удаление из ОС компонентов недр и природ ного ландшафта, полезных ископаемых, горных пород, рыхлых от ложений, а также хозяйственных угодий (с/х, л/х, р/х), отчуждение земель под антропогенные объекты.
Негативные экологические воздействия компенсируют природоохранными мерами, которые подразделяют на 4 группы: предупреждения, ограничения, компенсации и ликвидации ущерба. При этом следует стремиться к тому, чтобы некомпенсируемая часть последст вий воздействия не превышала установленные нормативы. Вовлечение месторождения в освоение запрещают, если предполагается распространение ущерба от этого на особо охраняемые территории (отказ от эксплуатации, нулевой вариант).
Добыча сырья на карьере осуществляется буровзрывным и экскаваторным способами. Транспортируется добываемое минеральное сырье автомобильным транспортом, а также конвейерным и гидравлическим способами.
Каждый из процессов технологии добычи в той или иной степени является причиной и источником техногенной нагрузки, время, периодичность, степень и зона воздействия которой изменяются в широких пределах. Можно выделить следующие группы:
1. Размещение и строительство сооружений как наземного, так и подземного типа.
2. Извлечение и транспортирование минерального сырья (основной технологический процесс).
3. Образование, транспортирование и размещение отходов технологических процессов.
4. Поддержание в нормальном состоянии рабочего пространства, сооружений, техники и условий для работающего персонала.
5. Энергообеспечение (электроэнергией, водой, сжатым воздухом, теплом, свежим воздухом).
Нарушение земельных площадей предприятиями горноперерабатывающего комплекса происходит на рудниках с открытым способом разработки за счет:
1) строительства объектов промплощадки, транспортных, энергетических и иных коммуникаций;
2) образования карьерного пространства при выемке пород вскрыши и добыче руды;
3) отсыпки пород вскрыши во внешние отвалы;
4) самообрушения отвальных масс на нагорных отвалах с выходом сыпучей горной массы за проектные границы отвалов.
Внешние отвалы карьера не нарушают подземных массивов, находящихся под отвалами, не оказывают значительного влияния на режим поверхностной гидросети, но существенно изменяют ландшафт и в период отсыпки загрязняют атмосферу пылью.
Отвалы необходимо размещать на землях, не занятых лесом и не имеющих как хозяйственного, так и заповедного значения. Отвалы в зонах практического распространения лесной растительности можно рекультивировать с целью производства лесопосадок. Поэтому для охраны природы целесообразно вести исследования в направлении поиска путей снижения воздействия от отвалообразования, за счет максимального размещения вскрыши во внутреннем выработанном пространстве карьеров и подземных рудников.
Что касается рекреационного восстановления подотвальных площадей, то технически это возможно, но практически может быть целесообразно лишь вблизи городов для строительства спортивных сооружений и т.п.
Устоявшиеся породные отвалы практически не загрязняют атмосферу пылью, поэтому не требуют каких-либо специальных мер борьбы с ней, но в зонах сильных ветров может быть и целесообразно, где это возможно, применить биологическую рекультивацию отвалов.
Экологический ущерб объектам ОС карьере по истечении 10 лет деятельности дробильно-сортировочного комплекса:
До решения вопроса о рекультивации старых отвалов необходимо предварительно принять решение об использовании материала в качестве техногенного сырья и о сроках этого использования. От этого решения во многом будет зависеть вид и схема рекультивации.
Эффективность использования земель на действующих предприятиях можно рассматривать с двух позиций: во-первых, увеличение выпуска продукции предприятия с действующих занятых площадей без расширения территории предприятия, во-вторых, сокращение ненарушенных, но запроектированных под размещение объектов предприятия земель и увеличение емкости нарушенных земельных площадей с целью размещения отходов производства при дальнейшей эксплуатации.
Обе эти позиции позволяют решать вопросы сохранения от нарушений земельных площадей.
Максимальный объем выпуска продукции с занимаемой земельной площади позволяет, резко снизить как удельные экономические показатели, так и удельные показатели землепользования, что, в свою очередь, если и приведет к увеличению загрязнений в абсолютном значении, но при этом позволит не строить аналогичные производства в других районах. Вопрос землепользования является частью природопользования, и его всегда следует рассматривать с позиции взаимосвязи всех экологических сред. Могут быть случаи, когда интенсификация использования площади даст увеличение объемов загрязнений по другим экосредам, сведя на нет достигнутый эффект. Для карьера, спроектированных на оптимальную производительность и работающих в настоящий момент на одну треть, а то и меньше от своей проектной сбалансированной мощности, повышение нагрузки на занимаемые площади даст существенный эффект и с позиций охраны природы.
Пути повышения эффективности использования земель для открытых карьеров:
Разработки конкретных схем для производства и экологическая оценка их использования должна выполняться с учетом реальных рыночных условий и действующего российского законодательства в области охраны недр.
Разрабатываемый в дипломном проекте мостовой грейферный кран предназначен для перегрузки насыпного груза. Груз подвозится подвижным составом по железнодорожному пути.
За базу сравнения принимаем кран с улучшенной металлоконструкцией и обычно применяемой.
Годовой экономический эффект достигается при использовании более дешевой металлоконструкции, а также сокращения затрат ремонт оборудования крана.
I вариант. Кран с модернизированной металлоконструкцией.
II вариант. Кран с обычно применяемой металлоконструкцией.
Цель анализа: сравнение разгрузки склада по двум вариантам, выявление более экономичного пути.
Исходные данные для расчета годового экономического эффекта сведем в таблицу №1.
Таблица №1
|
Элементы затрат |
Варианты |
|
|
I |
II |
|
|
1. Площадка для ремонта оборудования, |
672 |
672 |
|
2. Площадка для хранения оборудования, |
- |
- |
|
3. Стоимость оборудования, тыс. руб. |
8100 |
8260 |
|
4. Стоимость смены монтажа оборудования, т. руб. |
50 |
50 |
|
5. Время разгрузки склада, смен |
2 |
2 |
|
6. Транспортировка оборудования, тыс.руб. |
180 |
130 |
|
7. Количество оборудования, шт. |
1 |
1 |
|
8. Стоимость 1 м разгрузочного пути склада, руб. |
524 |
524 |
|
9. Общая длина дороги, м |
60 |
60 |
|
10. Транспортировка монтажного оборудования, тыс.руб. |
100 |
100 |
|
11. Стоимость монтажного оборудования, тыс. руб. |
125 |
125 |
|
12. Количество рабочих, задействованных при монтаже оборудования |
10 |
10 |
|
13. Заработная плата одного рабочего в месяц, руб. |
8000 |
8000 |
|
14. Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, руб. |
1,67 |
1,67 |
|
15. Суммарная мощность электродвигателей, кВт |
80 |
80 |
Капитальные затраты определяются по формуле:
, [10, с. 261]
, [10, с. 261]
, [10, с. 261]
, [10, с. 262]
, [10, с. 262]
где – капитальные затраты по подъемно-транспортным машинам,
– сопутствующие затраты, тыс. руб.,
– цена оборудования, тыс. руб.,
– затраты на монтаж,
– количество смен,
– стоимость работы одной смены, руб.,
– затраты на транспортировку оборудования, тыс. руб.,
– затраты на запасные части, тыс. руб.,
– затраты на транспортировку монтажного оборудования, тыс. руб.,
– затраты на разгрузочный путь склада, тыс.руб.
I вариант.
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.
II вариант.
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.
Все полученные данные сводим в таблицу №2.
Таблица №2
|
Элементы затрат |
Варианты |
|
|
I |
II |
|
|
1. Затраты на монтаж, т. руб. |
100 |
100 |
|
2. Затраты на транспортировку, т. руб. |
180 |
180 |
|
3. Затраты на запасные части, т. руб. |
243 |
248 |
|
Капитальные затраты по подъемно-траспортным машинам, т. руб. |
8623 |
8788 |
|
4. Затраты на транспортировку монтажного оборудования, т. руб. |
100 |
100 |
|
5. Затраты на разгрузочный путь склада, т. руб. |
31,4 |
31,4 |
|
Сопутствующие затраты, руб. |
1031,8 |
1031,8 |
|
СУММАРНЫЕ КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ, руб. |
9654,4 |
9819,4 |
Из таблицы видно, что суммарные капитальные затраты по первому варианту выше, чем по второму.
При расчете экономической эффективности монтажа оборудования под эксплуатационными затратами понимается технологическая себестоимость транспортировки оборудования.
Под технологической себестоимостью понимается совокупность затрат, изменяющихся в зависимости от варианта технического решения. Чаще всего изменениям подвержены следующие статьи затрат:
а) заработная плата рабочих;
б) стоимость потребляемой энергии;
в) затраты на ремонт;
г) амортизационные отчисления по оборудованию;
д) затраты на вспомогательные материалы.
Таким образом, формула для определения эксплуатационных затрат имеет вид:
[10, с. 275]
где – заработная плата рабочих, руб.
[10, с. 275]
количество рабочих,
– основная и дополнительная заработная плата;
– стоимость потребляемой электроэнергии, руб.
[10, с. 275]
– стоимость 1кВт/ч электроэнергии, руб.,
– коэффициенты использования ПТМ по времени и мощности равные 0,8;
– действительный фонд времени работы механизма, час.
(час);
– затраты на ремонт, равные 6% от балансной стоимости ПТМ;
– амортизационные отчисления, равные 10% от балансной стоимости ПТМ;
– затраты на вспомогательные материалы, равные 15% от стоимости электроэнергии.
I вариант.
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
II вариант.
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
т. руб.,
Все полученные данные сводим в таблицу №3.
Таблица №3
|
Элементы затрат |
Варианты |
|
|
I |
II |
|
|
1. Заработная плата рабочих, т. руб. |
126,6 |
126,6 |
|
2. Стоимость потребляемой электроэнергии, т. руб. |
273,6 |
273,6 |
|
3. Затраты на ремонт, т. руб. |
7,5 |
7,5 |
|
4. Амортизационные отчисления по оборудованию, т. руб. |
12,5 |
12,5 |
|
5. Затраты на вспомогательные материалы, т. руб. |
41 |
41 |
|
СУММАРНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАТРАТЫ, руб. |
461,2 |
461,2 |
Из таблицы видно, что суммарные эксплуатационные затраты одинако-вые, так как используется одно и тоже монтажное оборудование.
Приведенные затраты рассчитываются по каждому варианту и определяются формуле:
[10, с. 283]
где – эксплуатационные затраты, руб.,
– капитальные затраты, руб.,
– нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, равный 0,15.
т. руб.,
т. руб.
Полученные значения сводим в таблицу №4.
Таблица №4
|
Элементы затрат |
Варианты |
|
|
I |
II |
|
|
ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ, руб. |
1909,4 |
1934,1 |
Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:
т. руб.
Вывод: проведенный экономический расчет доказывает наиболее выгодное использование улучшенного крана. Данный метод дает годовой экономический эффект, равный 24,7 т. руб., что экономически выгодно по сравнению с обычными кранами.
2. Методические рекомендации по планированию и учету себестоимости продукции в машиностроении. – М.: Типография НИЭМИ, 1998 г.
3. Аннинский Б.А. Погрузочно-разгрузочные работы – Л.: Машиностроение, 1975 г.
4. Металлоконструкции башенных кранов, рекомендации на ремонт , Министерство лесной промышленности СССР, 1989 г.
5. Яхнин Р.Н. Ремонт металлоконструкций мостовых кранов – Л.: Металлургия 1990 г.
6. Буланже А.В., Палочкина Н. В., Часовников Л. Д. Методические указания по расчету зубчатых передач редукторов и коробок скоростей, часть 1. – М.: МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1980 г.
7. Казак С.А. Курсовое проектирование грузоподъемных машин – М.: Высшая школа , 1989 г.
8. Дегтерев Г. Н. Механизация и организация погрузочно-разгрузочных работ. - М.: Транспорт, 1968 г.
9. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения». – М.: Машиностроение, 1985 г.
10. Евстратенков Г. С. Безопасность труда и промышленная экология: методическое пособие по дипломному проектированию. /Под ред. А.С. Гринина. – Калуга: ГУП Облиздат, 1997 г.
11. Зерцалов А. И. Краны с жестким подвесом груза. – М.: Машиностроение, 1979 г.
12. Лаврухина Н. В., Васильева И. М. Экономика предприятия. Учебное пособие. – Калуга: КФ МГТУ, 1998 г.
13. Николаева С. А. Принципы формирования и калькулирования себестоимости. – М.: Аналитик-Пресс, 1999 г.
14. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов / Под ред. Е. Я. Юдин, С. В. Белова – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983 г.
15. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,
1986 г.
16. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2/Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,
1986 г.
17. Чернилевский Д. В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования. – М.: Машиностроение, 2003 г.
18. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высшая школа, 1991 г.
19. Экономика для технических вузов. /Под ред. А. П. Ковалева, М. П. Павлова. Серия «Учебник для технических вузов». Ростов н/д: Феникс, 2001
EMBED Excel.Chart.8 \s
EMBED Excel.Chart.8 \s
EMBED Excel.Chart.8 \s
EMBED Excel.Chart.8 \s
EMBED Excel.Chart.8 \s
EMBED Excel.Chart.8 \s